高炉操作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高炉的操作方法，该方法用于将铁焦炭用作高炉原料而稳定地实 施低还原材料比操作，所述铁焦炭是对煤和铁矿石的混合物进行成型并干馏而制造的。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于碳酸气体排出量的增加而导致的地球温暖化成为问题，在炼铁行业 中，排出〇) 2的抑制也是重要的课题。受此影响，在最近的高炉操作中，强力地推进低还原材 料比（低RAR)操作。RAR是Reduction Agent Ratio的简略，是每制造 It生铁的吹入还原 材料和从炉顶装入的焦炭的合计量。高炉主要将焦炭和微粉炭用作还原材料，为了达成低 还原材料比并进而达成碳酸气体排出抑制而利用废塑料、LNG (Liquefied Natural Gas :液 化天然气）、重油等氢含有率高的还原材料来置换焦炭等的策略是有效的。作为在高炉中使 用氢含有率高的还原材料的技术，例如在下列专利文献1中记载了将LNG从风口吹入高炉 并使在炼铁工序中排出的碳酸气体降低的低碳酸气体排出炼铁法。
[0003] 另外，作为别的方法，还存在着将已经被还原了的铁废料作为铁源用作高炉原料 而不是将铁矿石作为高炉原料的方法，但在考虑高炉操作的情况下，存在着装入的铁废料 的大小（尺寸）、锌、铜等的杂质浓度的制约，需要恰当的前处理。
[0004] 而且，如下列专利文献2所记载的那样，还存在着使用铁焦炭的方法，所述铁焦炭 是将煤和铁矿石混合并成型、将成型后的成型物干馏而制造的。铁焦炭因高反应性而促进 烧结矿的还原，并且含有一部分被还原了的铁矿石，因而能够降低高炉的热保存带温度，能 够使还原材料比下降。
[0005] 然而，如果RAR下降，则原理上送风量下降，结果，在炉身上部即炉顶部，装入物的 升温延迟，不仅无法达成顺利的还原，而且助长锌化合物等的在壁上的附着，有可能招致风 压变动及装入物下降异常等炉况不良。另外，在像炉顶气体温度下降而跌入100°c那样的情 况下，产生排气中的水分在配管内凝缩的问题。
[0006] 作为使用铁焦炭时的炉顶气体温度控制方法，存在着如下列专利文献3所记载的 方法：将高炉装入原料加热后从炉顶装入，或者，如下列专利文献4所记载的那样，对从来 自风口的送风的氧富化率、来自风口的还原材料的吹入量、来自风口的送风的氮富化率中 选择的1种或两种以上进行控制的方法。
[0007] 专利文献1 :日本特开平3-240906号公报 专利文献2 :日本特开2006-28594号公报 专利文献3 :日本特开2008-111145号公报 专利文献4 :日本特开2008-111172号公报 在通常的高炉操作中，为了防止炉顶气体温度的下降所导致的问题的发生，进行将炉 顶气体温度保持为l〇〇°C以上、优选120°C以上的操作。然而，在面向如前所述地将铁焦炭 用作高炉原料而由于热保存带（thermal reserve zone)温度下降而导致的低还原材料比 操作的情况下，炉顶气体温度大大地下降，难以通过通常的操作范围内的操作条件的变更 来避免各种炉况不良特别是炉上部的升温不良，在前述现有技术中存在着以下的问题点。
[0008] (专利文献1) 如果来自风口的投入氢量增加，氧化铁的还原中的氢还原的比率变大，则炉身部的温 度下降，暗示着存在着铁矿石、烧结矿等装入物在低温区域的滞留时间扩大的可能性。炉身 部的低温区域的扩大意味着烧结矿的还原粉化区域的扩大，由于还原所导致的铁矿石等的 粉化而使通气性和装入物降下动作恶化。
[0009] (专利文献3) 是在将铁焦炭用作高炉装入原料的一部分的高炉操作时，在设置于高炉的炉顶部的原 料装入用的燃料仓内加热高炉装入原料的方法，但考虑到在例如1日制造 1000 Ot的铁液的 高炉中，为了将约15000t的铁矿石、约3200t的焦炭预热至100°C~200°C，需要庞大的热 量，不具有经济性。
[0010] (专利文献4) 是在将铁焦炭用作高炉装入原料的一部分的高炉操作时，控制从来自风口的送风的氧 富化率、来自风口的还原材料的吹入量、来自风口的送风的氮富化率中选择的1种或两种 以上的方法，但在该方法中，考虑到需要事前详细地调查各高炉的每次操作的最佳条件，另 外还考虑到对于送风的氧富化、氮富化、吹入还原材料的吹入量，在每个高炉的设备能力的 方面调节幅度存在着界限，虽然是非常优异的技术，但存在着下述可能性：需要涉及送风 机、氧分离器、吹入还原材料干燥、粉碎、搬送设备等多方面的大规模的设备投资。
【发明内容】
[0011] 本发明是着眼于如上所述的问题点而做出的，其目的在于提供一种高炉操作方 法，该高炉操作方法即使在进行低RAR操作（碳酸气体排出量削减）的情况下也能够以低 成本避免特别是炉顶部的升温不良。
[0012] 为了实现上述的目的，本发明提供这样的高炉操作方法：将铁焦炭用作向高炉的 装入原料，从所述高炉的炉身部向高炉内吹入炉身气体，根据高炉的炉顶气体温度，对从由 所述炉身气体的吹入温度、吹入量、以及吹入高度位置构成的组中选择的至少一项进行控 制。所谓炉身气体是从高炉的炉身部吹入高炉内的气体。
[0013] 所述装入原料含有铁矿石、焦炭以及所述铁焦炭，优选所述铁焦炭为焦炭和铁焦 炭的合计的总焦炭量的2质量％以上、60质量％以下。更优选为10质量％以上、35质量％ 以下。
[0014] 优选所述对至少一项进行控制包括下述情况：对从由从高炉的炉身部吹入的气体 的吹入温度、吹入量、以及吹入高度位置构成的组中选择的至少一项进行控制，从而将炉顶 气体温度控制为超过80 °C。
[0015] 期望所述对至少一项进行控制包括下述情况：控制炉身气体吹入高度位置，使得 高炉的炉内温度比所述炉身气体的温度更低的位置成为炉身气体吹入高度位置。
[0016] 优选所述气体的吹入为：从设在炉身部的炉身气体的吹入管以6~100m/s的顶 端气体流速将炉身气体吹入高炉内。更优选，所述顶端气体流速是10~72m/s，最优选为 15 ~7 2m/ s 〇
[0017] 优选所述炉身气体的吹入温度是200~1000°C。
[0018] 优选所述炉身气体的吹入量是20~200Nm3/t。
[0019] 优选所述炉身气体的吹入包括下述情况：以水平或从水平向下45°的范围的角 度将炉身气体从炉身部吹入高炉内。更优选所述角度是向下15°~45°。
[0020] 期望所述炉身气体的吹入包括下述情况：从自原料表面深7m以上的位置将炉身 气体吹入高炉内。
[0021] 期望所述炉身气体的吹入包括下述情况：从高炉圆周方向的四处以上的位置将气 体吹入高炉内。
[0022] 期望所述炉身气体是除去了 O2的燃烧排气。
[0023] 另外，期望所述炉身气体是至少含有⑶及0)2的任一方或双方的燃烧排气。
[0024] 另外，期望所述炉身气体是高炉气体。
[0025] 于是，根据本发明的高炉操作方法，在将铁焦炭用作装入原料的一部分的高炉操 作时，根据炉顶气体的温度，对来自炉身部的炉身气体的吹入温度、吹入量以及吹入高度位 置的任一种或两种或三种组合而进行控制，从而抑制炉顶气体温度的下降，因而即使在进 行低RAR操作（碳酸气体排出量削减）的情况下，也不需要大规模的设备投资，能够以低成 本避免炉顶部的升温不良。
[0026] 另外，用作所述装入原料的一部分的铁焦炭是出现热保存带温度下降效果的总焦 炭量的2质量％以上且用于避免炉下部处的铁焦炭存在量过多而导致的通气性恶化的60 质量％以下的高炉操作时，根据炉顶气体温度而抑制炉顶气体温度的下降，因而能够在铁 焦炭使用下实现高炉的稳定操作。
[0027] 另外，由于能够将所述炉顶气体温度维持为超过80°C，因而不会产生下述不良： 粉尘排出量下降而导致通气变动而阻碍高炉的稳定操作。
[0028] 而且，由于使所述炉身气体的吹入管的顶端气体流速为6~100m/S以下，从炉身 部吹入炉身气体，因而在吹入部位不易产生矿石、焦炭的混合层的形成，不对高炉操作造成 坏影响。
[0029] 另外，由于所述炉身气体的吹入在200~1000°C的温度下进行，因而能够效率良 好地加热装入物，能够有效果地将高炉炉顶部的炉顶气体温度维持为超过80°C。
[0030] 另外，由于使所述炉身气体的吹入量为20~200Nm3/t而进行装入物的加热，因而 能够有效